DE3123912A1 - "METHOD FOR PRODUCING A TIED FIBER FABRIC AND TIED FIBER FIBER PRODUCED BY THE METHOD - Google Patents
"METHOD FOR PRODUCING A TIED FIBER FABRIC AND TIED FIBER FIBER PRODUCED BY THE METHODInfo
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- DE3123912A1 DE3123912A1 DE19813123912 DE3123912A DE3123912A1 DE 3123912 A1 DE3123912 A1 DE 3123912A1 DE 19813123912 DE19813123912 DE 19813123912 DE 3123912 A DE3123912 A DE 3123912A DE 3123912 A1 DE3123912 A1 DE 3123912A1
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Description
Verfahren zum Herstellen eines gebundenen Faservlieses und nach dem Verfahren hergestelltes gebundenes FaservliesProcess for producing a bonded nonwoven fabric and one produced by the process bonded fiber fleece
Die Erfindung betrifft Vliesstoffe und bezieht sich insbeson-. dere auf ein Verfahren zum thermischen Binden eines Vliesstoffs sowie auf den gemäß dem Verfahren hergestellten autogen gebundenen Vliesstö££.The invention relates to nonwovens and relates in particular to. which refer to a method for thermal bonding of a nonwoven fabric and to the autogenous produced according to the method bonded fleece sticks.
Vliesstoffe sind für die verschiedensten Verwendungszwecke r>ehr beliebt geworden, wenn textilähnliche Eigenschaften, wie Weichheit, Drapiervermögen, Festigkeit und Abriebwiderstand erwünscht sind. Ein sehr bedeutender Markt für Vliesstoffe, insbesondere Vliesstoffe in Bahnform, die vorwiegend Fasern in Textillänge enthalten, besteht für Oberlagen oder Einlagen in Artikeln wie Wegwerfwindeln. Diese Oberlagen kommen mit der Haut des Babys unmittelbar in Berührung, so daß mindestens die mit der Haut in Kontakt tretende Oberfläche des Vliesstoffs außerordentlich weich sein muß und nicht scheuern darf, um ein Wundwerden zu vermeiden.Nonwovens have become very popular for a wide variety of uses, if textile-like properties, such as Softness, drapability, strength, and abrasion resistance are desirable are. A very important market for nonwovens, especially nonwovens in web form, which are predominantly made up of fibers Textile length included, exists for top sheets or pads in articles such as disposable diapers. These top sheets come with the Skin of the baby in direct contact, so that at least the surface of the nonwoven fabric that comes into contact with the skin must be extremely soft and must not rub in order to avoid soreness.
Von besonderem Interesse zur Verwendung als Oberlage sind kardierte Vliesstoffe von geringem Grundgewicht, das nichtOf particular interest for use as a topsheet are carded nonwovens of low basis weight, which is not
2
mehr als ca. 0,034 kg/m ausmacht« Ein ausgewähltes Verfahren2
more than approx. 0.034 kg / m makes up «A selected process
(1 Unze/Quadratyard)(1 ounce / square yard)
zum Herstellen eines derartigen kardierten Vliesstoffs geht aus-US-PS 3 772 107 hervor» Diese Art von Faservlies zeichnet sich durch starke Bichtungseigenschaften aus9 denn die Pasern haben die Tendenz0 sich in Richtung der Faservliesbildung auszurichten» Auch wenn einige Fasern während der Bildung des Faservlieses in Maschinenquerricht.ung umgeordnet werden^ ist das Faservlies insgesamt beträchtlich schwächer in Maschinenquerrichtung als in Maschinenrichtunp;.for the production of such a carded nonwoven fabric, US Pat. No. 3,772,107 reveals “This type of nonwoven fabric is characterized by strong sealing properties 9 because the fibers have a tendency 0 to align themselves in the direction of the nonwoven formation Fiber fleece are rearranged in cross machine direction ^ the fiber fleece is overall considerably weaker in cross machine direction than in machine direction.
Ksrdierte Vliesstoffe werden meistens in einer Art von Bindeverfahren stabil!siert9 bei dem man sich darum bemüht, das Naßzugenergieabsorptionsvermögen in Maschinenquerrichtung (CDVJTEA) zu verbessern ohne den Artikel hart8 scheuernd oder steif zu machenj, denn dadurch würden die Vliesstoffe zur Veri'jendung als Oberlage von Windeln oder natürlich auch für andere Verwendungszwecke ungeeignetj, wenn weiche^ nicht scheuernde Oberflächenmerkmale erwünscht sind= Den .bisherigen Bemühungen wurde nur mäßiger Erfolg zuteil» Jedoch müssen Windeln in Zukunft noch höheren Ansprüchen hinsichtlich der Weichheit,, des Anfühlens der Oberfläche und des Drapiervermögens gerecht werden,, Diese erwünschten Anfaß- bzw. Greifeigenschaften müssen von Faservliesen erfüllt werden^ die die nötigen Festigkeits™ und Streckeigenschaften habens damit sie angemessen als Deck- bzw» Oberlage verwendet werden können» Das zu erfüllen,, stellt außerordentlich hohe Ansprüche„. denn beim Binden des Faservlieses zum Erzielen der notwendigen Festigkeits- und Streckeigenschaften (d»h» TEA = Zugenergieabsorption) werden im allgemeinen die Greifeigenschaften verschlechtert oder beeinträchtigteGrounded nonwovens are mostly stabilized in a type of binding process 9 in which efforts are made to improve the wet tensile energy absorption capacity in the cross machine direction (CDVJTEA) without making the article hard 8 abrasive or stiff, because this would cause the nonwovens to become jammed Unsuitable as a top layer for diapers or, of course, for other purposes as well, if soft, non-abrasive surface features are desired = The previous efforts have only met with moderate success be Drapiervermögens meet ,, These desired Anfaß- or gripping properties must be met by non-woven fabrics ^ the necessary strength and stretch characteristics ™ s who make them as cover or "top sheet can be used appropriately, the" meet ,, provides extremely high demands " . because when the fiber fleece is tied to achieve the necessary strength and stretch properties (ie, TEA = tensile energy absorption), the gripping properties are generally worsened or impaired
Die Zugenergieabsorption (TEA) ist die Fläche unter der Kraft/ Dehnungskurve beim Versagen des Faservlieses und stellt die Energie dar9 die von dem Artikel absorbiert wird9 wenn er bis zum Bruch gestreckt wird»The tensile energy absorption (TEA) is the area under the force / elongation curve when the fiber fleece fails and represents the energy 9 that is absorbed by the article 9 when it is stretched until it breaks »
Die in der vorliegenden Anmeldung angegebenen Werte für die Zugenergieabsorption und Festigkeit können mit einem Prüfgerät,The values given in the present application for the Tensile energy absorption and strength can be measured with a test device,
nämlich einem Thwing Albert Electronic QC Tensile Tester "Intelect 500" mit einer 16O Unzenlastzelle festgestellt werden, welches auf eine Empfindlichkeit von 99 % eingestellt ist. Die Prüfung wird so durchgeführt, daß eine rechteckige Probe der Größe 25,4 x 177»8 mm in einander gegenüberliegende Backen des Prüfgeräts für die Zugfestigkeit geklemmt werden, wobei die Backenspanne 127 mm beträgt. Die Backen werden dann mit einer Gleitbackengeschwindigkeit von 127 mm/Min, auseinanderbewegt, bis die Probe versagt. Die Zugfestigkeit (Gramm/namely a Thwing Albert Electronic QC tensile tester "Intelect 500" with a 160 ounce load cell, which is set to a sensitivity of 99 % . The test is carried out in such a way that a rectangular sample measuring 25.4 x 177 »8 mm is clamped in opposing jaws of the tensile strength tester, the jaw span being 127 mm. The jaws are then moved apart at a slide speed of 127 mm / min until the sample fails. The tensile strength (grams /
Zoll), die Zugenergieabsorption (TEA) (Zoll-Gramm/Zoll ) und die Dehnung (%) beim Versagen werden von einer digitalen Integrationsschaltung des Prüfgeräts unmittelbar errechnet und angezeigt. Die Werte für die Naßzugenergieabsorption, die Naßfestigkeit und die Naßdehnung werden durch Eintauchen der Probe in Wasser vor dem Prüfen erhalten.Inches), the tensile energy absorption (TEA) (inches-grams / inch) and the elongation (%) in the event of failure are calculated and displayed immediately by a digital integration circuit of the test device. Wet tensile energy absorption, wet strength, and wet elongation values are obtained by immersing the sample in water prior to testing.
Bei einem sehr erwünschten Verfahren zum Stabilisieren von Vliesstoffen wird eine vorherrschende Menge thermoplastischer Fasern in der Struktur vorgesehen und dann das Faservlies durch Aufbringen von Wärme und Druck autogen gebunden. In diesen Faservliesen stellen also die thermoplastischen Fasern selbst das Bindemittel dar, und es braucht kein zusätzliches Bindemittel von außen zugefügt zu werden. Es sind schon die' verschiedensten Anordnungen zum autogenen Binden von Faservliesen aus thermoplastischen Fasern vorgeschlagen worden, für die z.B. auf folgende US Patentschriften hingewiesen wird:In a very desirable method of stabilizing nonwoven fabrics, a predominant amount becomes more thermoplastic Fibers are provided in the structure and then the nonwoven is bonded autogenously by the application of heat and pressure. In these The thermoplastic fibers themselves represent the binding agent, and no additional binding agent needs to be added from the outside. It is already the 'various arrangements for autogenous binding of nonwovens made of thermoplastic fibers have been proposed for which is referred to e.g. on the following US patents:
3 542 634, 3 261 899, 3 442 740, 3 660 555t 3 855 046,3 542 634, 3 261 899, 3 442 740, 3 660 555 t 3 855 046,
4 005 I69, 4 035 219, 4 128 679, 4 151 023.4 005 I69, 4 035 219, 4 128 679, 4 151 023.
Gemäß US-PS 3 261 899 und 3 855 046 wird vorgeschlagen, das Faservlies vorzuwärmen, ehe tatsächlich die gewünschte Bindestruktur in einem anschließenden Druckbindevorgang erzielt wird. Zwar wird in US-PS 3 261 899 in groben Zügen vorgeschlagen, ein Faservlies einer Infraroterwärmung auszusetzen, ehe es durch einen erhitzten Druckwalzenspalt hindurchgeführt wird (siehe Beispiel V); aber es wird nicht vorgeschlagen, dieU.S. Patents 3,261,899 and 3,855,046 suggest that the Preheating the fiber fleece before actually achieving the desired binding structure in a subsequent pressure binding process will. US Pat. No. 3,261,899 proposes in broad outline that to subject a nonwoven fabric to infrared heating before it is passed through a heated pressure nip is (see example V); but it doesn't suggest that
: 5jl 858: 5jl 858
Struktur der Bindung durch dasFaservlies hindurch zu beeinflussen, Mm irgendein bestimmtes Gleichgewicht an Eigenschaften zu erreichen.Influencing the structure of the bond through the fiber fleece, Mm some particular balance of properties to reach.
In der US-PS 3 855 0^6 ist ein aus thermoplastischen kontinuierlichen Einzelfäden bzw« Filamenten hergestelltes Faservlies beschrieben^ welches von der gleichen Walze 30 mit glatter Oberfläche vorerwärmt wird, die mit der erhitzten Prägewalze 32 zur Schaffung des das Binden bewerkstelligenden Walzenspaltes zusammenwirkt» Eine Steuerung der Vorwärmtemperatur unabhängig von den Bindeparametern ist also nicht möglich, da die Temperatura auf die die Walze 30 niit glatter Oberfläche erhitzt wirdj, insgesamt zwischen den Erfordernissen für das Vorerwärmen einerseits und für das Erzielen der gewünschten Bindestruktur andererseits ausgeglichen sein muß« Auch wenn andere Parameter veränderlich sinds um das Ausmaß der Vorerwärmung zu regulieren., beispielsweise die Steuerung des Ausmaßes der .Umschlingung des Faservlieses um die Walze 30 mit glatter Oberfläche vor dem Walzenspalt^ in dem das Binden erfolgt8 ist die erwünschte unabhängige Steuerung der Vorgänge des Vorerwärmens und Bindens vermutlich außerordentlich schwer bei dieser Art von Anordnung zu erreichen» Tatsächlich ist nämlich bei der Schaffung von Faservliesen mit geringem Grundgewicht von weniger als ca. 0,034 kg/m die Bindestruktur an beiden Seiten des Faservlieses als insgesamt gleich offenbart8 wobei ein Koeffizient des nichtgeschmolzenen Bindebereichs (UBAC) von weniger als cao 65 % angegeben ist. Der hohe Prozentsatz an geschmolzenen Bindungen oder Schmelzbindungen» der in den zuletzt genannten Faservliesen erreicht wird, dürfte nicht die nötigen Greifeigenschaften (zoB. Weichheit, Drapiervermögen, Oberflächenglätte usw.) ermöglichens um die man sich bei Artikeln wie den neuen Oberlagenstrukturen für Windeln bemüht»In US Pat. No. 3,855,06, a nonwoven fabric made of thermoplastic continuous single threads or "filaments is described ^ which is preheated by the same roller 30 with a smooth surface that cooperates with the heated embossing roller 32 to create the nip that brings about the binding" Control of the preheating temperature independently of the binding parameters is therefore not possible, since the temperature to which the roller 30 with a smooth surface is heated must be balanced between the requirements for preheating on the one hand and for achieving the desired binding structure on the other, even if others parameter variable s are to be adjusted to the extent of preheating., for example, controlling the amount of .Umschlingung of the fibrous web around the roller 30 with a smooth surface before the nip ^ in the bonding is done 8 is the desired independent control of the operations of preheating and Binding verm utlich extremely difficult to achieve in this type of arrangement "Indeed, that is in the creation of non-woven fabrics with a low basis weight of less than about 0.034 kg / the binding structure m on both sides of the nonwoven fabric as a whole reveals equal to 8 where a coefficient of unmelted bonding region ( indicated UBAC) of less than about 65% o. The high percentage of molten bonds or fusion bonds "which is reached in the latter fiber webs, not have the grip properties (such o as softness, drape, surface smoothness, etc.) is likely to s allow you to in articles such as the new top layer structures for diapers engaged"
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß sich innerhalb einer Faservliesstruktur, die vorwiegend, wenn nicht ausschließlich aus thermoplastischen Fasern besteht, autogene thermische Bindungen mit einem Gradienten, d.h„ von über die Dicke der Struktur unterschiedlicher Bindungsintensität, in·gesteuerter Weise erzielen lassen.The invention is based on the object of developing a method of the type described in such a way that within a Nonwoven structure consisting predominantly, if not exclusively, of thermoplastic fibers, with autogenous thermal bonds a gradient, i.e. different over the thickness of the structure Binding intensity can be achieved in a controlled manner.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Faservlies einer Vorwärmεtation zugeführt wird, an welcher Wärme nur von einer Oberfläche her in das Faservlies eingeleitet wird. Dann wird das vorerwärmte Faservlies durch einen zwischen einander gegenüberliegenden Walzen gebildeten Walzenspalt zur Schaffung der Bindungen hindurchgeleitet. Eine der Walzen wird dabei auf eine Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes oder oberhalb des Schmelzpunktes der thermoplastischen Fasern erhitzt, während die andere Walze, nachfolgend als Gegenwalze bezeichnet, auf niedrigerer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der thermoplastischen Fasern gehalten wird. Die heißere Walze 1st so angeordnet, daß sie mit derjenigen Oberfläche des Faservlieses in Eingriff tritt, die der Oberfläche gegenüberliegt, auf die Wärme zum Vorerwärmen des Faservlieses gelenkt wurde. Die Vorerwärmung des Faservlieses erfolgt mittels einer Einrichtung, die von den einander gegenüberliegend angeordneten Walzen, welche den Walzenspalt zur Herstellung der Bindungen bilden, vollkommen unabhängig ist.The method according to the invention is characterized in that the fiber fleece is fed to a preheating station which heat is only introduced into the fiber fleece from one surface. Then the preheated fiber fleece is through passed through a nip formed between opposing rollers to create the bonds. One the rollers are set to a temperature close to the melting point or above the melting point of the thermoplastic Fibers are heated while the other roller, hereinafter referred to as the counter roller, is at a lower temperature is kept below the melting point of the thermoplastic fibers. The hotter roller is arranged to be with that surface of the nonwoven fabric engages which opposite the surface on which heat was directed to preheat the nonwoven fabric. The preheating of the fiber fleece takes place by means of a device, which of the oppositely arranged rollers, which the roller gap to form the bonds, is completely independent.
Es wird am meisten bevorzugt, wenn die am stärksten erhitzte Walze eine Prägewalze ist, die an ihrer Oberfläche erhabene Auflageflächen hat. Für Faservliese mit geringem Grundgewicht von höchstens ca. 0,034 kg/m sollte die Gegenwalze federnd nachgiebig sein, um eine gleichmäßigere Verteilung des Drucks zu erzielen als es mit einer nicht federnd nachgiebigen Walze möglich ist. Zum Vorerwärmen wird vorzugsweise Infrarotstrahlung verwendet/ denn es hat sich erwiesen, daß damit eine außerordentlich zuverlässige Temperatursteuerung möglich ist.It is most preferred if the most heated roller is an embossing roller which is raised on its surface Has support surfaces. For nonwovens with a low basic weight of at most approx. 0.034 kg / m, the counter roller should be resilient be compliant to achieve a more even distribution of pressure than with a non-resilient roller is possible. Infrared radiation is preferably used for preheating / because it has been shown that a extremely reliable temperature control is possible.
In der vorliegenden Anmeldung beziehen sich die Ausdrücke "geschmolzene Bindung" oder "Schmelzbindestelle11 auf eine Verbindung, die durch Schmelzen von Fasern erzielt ist und sich durch eine Erscheinung auszeichnet, bei der die ursprüngliche Form der einzelnen Fasern in der Bindezone im wesentlichen beseitigtAs used herein, the terms "fused bond" or "fusion bond site 11" refer to a bond achieved by fusing fibers and having an appearance in which the original shape of the individual fibers in the bond zone is substantially eliminated
* O «Α * ^ β* · Λ V* O «Α * ^ β * · Λ V
-44- . ■-44-. ■
worden ist und statt dessen ein filmartiges Aussehen vorliegt. Mit dem Ausdruck "Haftbindestelle11 ist in der vorliegenden Anmeldung eine Verbindung bezeichnet^ die durch Erwärmen der Fasern bis zu klebrigem Zustand erzielt wirdp in welchem die Pasern aneinander ankleben können aber die körperliche Faserform oder Erscheinung beibehalten bleibt» wenn auch insgesamt in etwas abgeflachtem Zustand,and instead has a film-like appearance. By the term "pressure-sensitive binding site 11 in the present application is a compound called ^ which is achieved by heating the fibers to tacky state to p in which the parsers are stick together but is maintained the physical fiber form or appearance" albeit generally in somewhat flattened state ,
Es ist im Zusammenhang mit der Erfindung außerordentlich wichtigp daß der Vorwärmvorgang von derjenigen Seite des Faservlieses aus erfölgtj, die der Seite gegenüberliegt, mit der die am--.stärksten erhitzte, das Binden hervorrufende Walze in Eingriff trittp doh, beim bevorzugten Ausführungsbeispiel eine erhitzte Prägewalze. Der Vor w arm ν or gang erzeugt vermutlich ein Temperatürgefälle durch das FaservlieSj wobei die vorerwärmte Oberfläche des Faservlieses die wärmste ist, und dieses Temperaturgefälle erleichtert oder ermöglicht eine wirksamere Steuerung des Wärmeübergangs durch das Faservlies hindurch während des Bindeνorganges von der Oberfläche aus, mit der die erhitzte "Prägewalze In Eingriff steht, als es bei nichtvorerwärmtem Faservlies möglich wäre oder wenn das Faservlies von der gleichen Oberfläche vorerwärmt würde9 mit der auch die erhitzte Prägewalze in Eingriff tritt. Die Art der Vorerwärmung gemäß der Erfindung macht es möglich9 daß beim anschließenden Bindevorgang autogene Bindestellen an der vorerwärmten Oberfläche geschaffen werdens die zu gut mehr als 90 % (vorzugsweise 100 %) Haftbindesteilen sinds ohne daß hierzu eine übermäßig starke„ das Faservlies beschädigende Wärmeenergie in die entgegengesetzte Oberfläche des Faservlieses durch die erhitzte Prägewalze eingeleitet werden muß.In connection with the invention it is extremely important that the preheating process be carried out from that side of the nonwoven fabric which is opposite the side with which the most heated roller causing the binding engages, in the preferred embodiment a heated embossing roller . The preheating process presumably creates a temperature gradient through the fiber fleece, the preheated surface of the fiber fleece being the warmest, and this temperature gradient facilitates or enables more effective control of the heat transfer through the fiber fleece during the binding process from the surface with which the heated "embossing roller is engaged than would be possible with non-preheated fiber fleece or if the fiber fleece were preheated from the same surface 9 with which the heated embossing roller also engages. The type of preheating according to the invention makes it possible 9 that during the subsequent binding process autogenous binding points are created on the preheated surface s which are more than 90 % (preferably 100 %) adhesive binding parts s without an excessively strong "the non-woven fabric damaging heat energy having to be introduced into the opposite surface of the non-woven fabric by the heated embossing roller.
Vor der Erfindung war es äußerst schwierig9 die Wärmeübertragung in und durch das Faservlies zum Festhalten von Fasern an der der erhitzten Prägewalze gegenüberliegenden Oberfläche zu steuern-,,- ohne dabei auch das polymere fasrige Material zu überschmelzen, Bei einem Überschmelzen kann das PolymerisatBefore the invention, it was extremely difficult 9 to control the heat transfer in and through the fiber fleece to hold fibers on the surface opposite the heated embossing roller - ,, - without also melting the polymeric fibrous material
schmelzen und sich abtrennen und dadurch in der Faservliesstruktur die Festigkeit und die Streckung mindernde "Nadellöcher11 bilden. Erfindungsgemäß sind die autogenen Bindungen, die in der Oberfläche gebildet werden, mit der die erhitzte Prägewalze in Eingriff tritt, größtenteils, d.h. im allgemeinen über 80 % Schmelzbindestellen (ohne Überschmelzen), die sich nur teilweise durch die Dicke des Faservlieses hindurch erstrecken, um dem Faservlies die nötigen Festigkeits- und Dehnungseigenschaften zu geben,,melt and separate, thus forming in the nonwoven structure, the strength and the stretch-reducing "pinholes. 11 According to the invention the autogenous bonds formed in the surface, with the heated embossing roller engages, mostly, that is, generally above 80% Melt bonding points (without overmelting), which only partially extend through the thickness of the fiber fleece in order to give the fiber fleece the necessary strength and elongation properties.
Das Verfahren zum Feststellen des Prozentsatzes autogener Haftbindesteilen und autogener Schmelzbindestellen im Faservlies wird weiter unten noch näher erläutert.The procedure for determining the percentage of autogenic Adhesive binding parts and autogenous fusion binding points in the fiber fleece is explained in more detail below.
Der Vorwärmvorgang gemäß der Erfindung trägt dazu bei, das gewünschte Temperaturgefälle durch das Faservlies vor dem Bindevorgang zu erreichen, damit beim Binden die gewünschten Streckungs- und Festigkeitseigenschaften erzielt werden können. In erster Linie geschieht dies durch die Schaffung von Schmelzbindestellen, die sich von der Oberfläche,. mit der die erhitzte Prägewalze in Eingriff tritt, teilweise durch das Faservlies erstrecken, während gleichzeitig ein Fusseln von der vorerwärmten Oberfläche des Faservlieses aus verhindert wird, da an der vorerwärmten Oberfläche autogene Bindungen geschaffen werden, die vorwiegend Haftbindestellen sind.The preheating process according to the invention contributes to the to achieve the desired temperature gradient through the fiber fleece before the binding process, so that the desired during binding Stretching and strength properties can be achieved. First and foremost, this is done by creating fusion bond points, which stand out from the surface ,. with which the heated embossing roller engages, partly through the nonwoven fabric extend while at the same time preventing lint from the preheated surface of the nonwoven fabric, because autogenous bonds are created on the preheated surface, which are mainly adhesive bonding points.
Die Vliesstoffe gemäß der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß sie zweiseitig sind, d.h. daß sie unterschiedliche Eigenschaften an ihren entgegengesetzten Oberflächen haben. Der hohe Prozentsatz autogener Bindestellen, die Schmelzbindestellen sind, welche sich von einer Oberfläche aus in das Vlies erstrecken, verursacht, daß sich die Oberfläche etwas rauh anfühlt im Vergleich zu der weichen, glatten Oberfläche,, die der hohe Prozentsatz autogener Bindestellen, die Haftbindestellen sind, an der entgegengesetzten Oberfläche hervorruft. Allerdings ist dieser hohe Prozentsatz autogener Schmelzbindestel-The non-woven fabrics according to the invention are characterized in that they are two-sided, i.e. that they have different properties on their opposite surfaces. The high percentage of autogenous binding sites, the fusion binding sites which extend into the fleece from one surface causes the surface to feel somewhat rough compared to the soft, smooth surface, that of the high percentage of autogenic binding sites, the adhesive binding sites on the opposite surface. However, this high percentage of autogenous fusion bond
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s di-e -sich teilweise durch die Dicke des Faservlieses erstrecken, nötig9 im den gewünschten Wert der Naßzugenergieabsorption in Querrichtung (CDWTEA) im Vlies zu erhalten» Der hohe Prozentsatz an Haffbindestellen an der entgegengesetzten Oberfläche des Faservlieses ergibt den nötigen Abriebwiderstand,, um zu verhindern daß die Fasern fusseln, ohne daß dadurch die Greifeigenschaften der Oberfläche nachteilig ■ beeinflußt werden*s --SiCH extend partially through the thickness of the nonwoven fabric, required 9 to obtain in the desired value of the Naßzugenergieabsorption in the transverse direction (CDWTEA) in the nonwoven "The high percentage of Haffbindestellen on the opposite surface of the nonwoven fabric gives the necessary abrasion resistance ,, to to prevent the fibers from fluffing without adversely affecting the gripping properties of the surface *
Mit der Erfindung kann der oben beschriebene, von einer Seite ausgehen* Gradient der Bindungen an Faservliesen mit geringem Grundgewicht von nicht mehr als ca. O9034 kg/m erzielt werden und wird auch tatsächlich erzielt, Faservliese mit diesem geringen Grundgewicht haben sich für die Verwendung als Oberlage in Artikeln wie Wegwerfwindeln als am besten geeignet erwiesen« Wenn solche Lagen als Oberlage in einer Windel verwendet werden,, liegt die Oberfläche, in der die autogenen Haftbindesteilen uberwiegen9 außen in Berührung mit der Haut des Benutzers j, denn diese Seite hat die besten Greifeigenschaftens d.ho sie ist die weichste und glatteste,, Die entgegengesetzte Oberfläche9 die den hohen Prozentsatz autogener Schmelzbindestellen enthältg wird also außer Berührung mit der Haut des Benutzers gehalten. Obwohl bekannt ists daß die Vorteile der Erfindung bei Faservliesen mit geringem Grundgewicht vonWith the invention, the above-described extending from one side * gradient of the bonds may not more than about O 9034 to nonwoven fabrics with a low basis weight of kg / m can be achieved and is actually achieved nonwoven fabrics with this low basis weight have for the proven to use as a topsheet in articles such as disposable diapers as the most suitable "When such layers are used as a topsheet in a diaper ,, is the surface in which the autogenous adhesive bandage parts predominate 9 outside j in contact with the skin of the user, because this page has the best gripping properties s that is, it is the softest and smoothest, the opposite surface9, which contains the high percentage of autogenous fusion bonding sites, is kept out of contact with the user's skin. S is though known that the advantages of the invention in non-woven fabrics with a low basis weight of
2
nicht mehr als ca» O8034 kg/m bedeutsam sind, wird angenommen»
daß die Lehre der Erfindung auch anwendbar ists um die Eigen-'
schäften von Faservliesen mit höherem Grundgewicht zu steuern.2
not more 8034 kg / m are important as ca "O, it is believed" that the teachings of the invention s is also applicable to the properties' transactions to control fiber webs with higher basis weight.
Erfindungsgemäß können die verschiedensten Arten thermoplastischer Fasern verwendet werden9 wobei Polyolefine be- ■ sonders nützlich sind« Am meisten bevorzugt wird die Verwendung von Polypropylenfasern mit einer Länge von mehr als 25 mnio Eine für die Erfindung geeignete Faser ist eine Polypropylenfaser von ca. 50 mm Länge mit einer Feinheit von 3 Denier und einem Schmelzpunkt von 16?° C.The most varied types of thermoplastic fibers can be used according to the invention 9 , polyolefins being particularly useful. Most preferred is the use of polypropylene fibers with a length of more than 25 mm. A fiber suitable for the invention is a polypropylene fiber with a length of approx. 50 mm with a fineness of 3 denier and a melting point of 16? ° C.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausfüh~ rungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:The following is the invention with further advantageous Details based on a schematically shown execution example explained in more detail. In the drawings shows:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung zum Durchführen des bevorzugten Verfahrens gemäß der Erfindung;1 is a schematic view of an arrangement for carrying out the preferred method according to the invention;
Fig.IA eine Teilansicht einer Prägewalze mit einer bevorzugten Anordnung von Anlageflächen;Fig.IA is a partial view of an embossing roller with a preferred one Arrangement of contact surfaces;
Fig. 2 eine mit einem Elektronenabtastmikroskop mit 20-facher Vergrößerung gemachte photographische Aufnahme einer Seite eines autogen gebundenen Faservlieses gemäß der Erfindung;Fig. 2 shows a 20x scanning electron microscope Enlarged photograph of one side of an autogenously bonded fiber fleece according to FIG Invention;
Fig. 3 eine mit einem Elektronenabtastmikroskop mit 100-facher Vergrößerung gemachte photographische Aufnahme eines Bindebereichs an der in Fig. 2 gezeigten Seite des Faservlieses;Fig. 3 is a photograph taken with a scanning electron microscope of 100 magnifications Binding area on the side of the fiber fleece shown in FIG. 2;
Fig. ^ eine mit einem Elektronenabtastmikroskop mit 20-facher Vergrößerung gemachte photographische Aufnahme derjenigen Seite des Faservlieses, die der in Fig. 2 gezeigten gegenüberliegt;Fig. ^ One with a scanning electron microscope with 20 times Enlarged photograph of that side of the nonwoven fabric that is shown in FIG opposite;
Fig. 5 eine mit einem Elektronenabtastmikroskop mit 50-facher Vergrößerung gemachte photographische Aufnahme eines Bindebereichs an der in Fig. h gezeigten Seite des Faservlieses.FIG. 5 is a photograph taken with a scanning electron microscope at 50 × magnification of a bonding area on the side of the nonwoven fabric shown in FIG. H.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung von Einrichtungen, mit denen das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt wird. Zunächst wird eine Einrichtung 10 zum Schaffen eines Faservlieses, z.B. eine Krempel benutzt, um ein Faservlies 12 zu schaffen. Wenn eine Krempel benutzt wird, werden die Fasern hauptsächlich in Maschinenrichtung bei der Bildung des Faservlieses ausgerichtet, wie durch Pfeil 13 angedeutet. Die zur Schaffung des Faservlieses 12 bevorzugten Fasern sind 100 % Polypropylen, 3 Denier, ca. 50 um lang, die unter dem Warenzeichen "Marvess" von der Phillips Fibers Corporation, einer Tochterfirma derFig. 1 is a schematic representation of devices with which the method according to the invention is carried out. First, a device 10 for creating a fiber fleece, for example a card, is used to create a fiber fleece 12. When a card is used, the fibers are oriented primarily in the machine direction as the nonwoven fabric is formed, as indicated by arrow 13. The preferred fibers used to create the nonwoven fabric 12 are 100 % polypropylene, 3 denier, approximately 50 µm long, sold under the trademark "Marvess" by Phillips Fibers Corporation, a subsidiary of
Phillips -Petroleum Company verkauft vierdeiu Es können auch andere thermoplastische Pasern benutzt werden, und vermutlich können Faservliese gemäß der Erfindung auch aus einem Fasergemisch gebildet werden, in dem einige der Fasern nicht thermoplastisch sind,, Allerdings müssen für die Erfindung vermutlich thermoplastische Fasern in Textillänge, die länger sind als 693 nwn„ vorzugsweise länger als 25 mm im Übergewicht vorhanden sein«Phillips-Petroleum Company sells four pieces. Other thermoplastic fibers can be used, and it is believed that nonwovens according to the invention can also be formed from a mixture of fibers in which some of the fibers are not thermoplastic. that are longer than 6 9 3 nwn "preferably longer than 25 mm in excess weight"
Das anfangs gebildete Faservlies 12 ist ziemlich schwach, da die Fasern nur durch die Verwirrung zusammengehalten sindä die sich beim Ablegen der Fasern auf der Oberfläche zur Schaffung des Faservlieses natürlich einstellt und durch die Kräfte der Kohäsion und Reibung;, die zwischen einander berührenden Fasern bestehen» Wenn das Faservlies durch Kardieren oder einen ähnlichen Vorgang geschaffen wird, ist es besonders schwach in Maschinenquerrichtung, da die Fasern sich hauptsächlich in der 'Maschinenrichtung bei der Bildung des Faservlieses ausrichten.The first non-woven fabric formed 12 is quite weak, since the fibers are held together only by the confusion like which adjusts course, when depositing the fibers on the surface for the creation of the nonwoven fabric and made by the forces of cohesion and friction ;, which between contacting fibers “If the nonwoven fabric is created by carding or the like, it is particularly weak in the cross machine direction because the fibers align primarily in the machine direction as the nonwoven fabric is formed.
Wenn das Faservlies gebildet ist, wird es durch eine Vorwärmstation geleitet, die beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel eine Serie von Infrarottafeln Ik aufweist. Diese Tafeln werden so betrieben, daß sie nur von einer Oberfläche 18 Infrarotstrahlung in das Faservlies 12 leiten= Durch die Infrarottafeln wird das Faservlies vorerwärmt und dann sofort in den Druckwalzenspalt einer Bindestation eingeführt, die aus einander gegenüberliegenden Waisen 20 und 22 aufgebaut ist. Es wird, am meisten bevorzugts wenn die Wal-ze 20 eine Metallprägewalze ist, die auf eine höhere Temperatur erhitzt wird als es dem Schmelzpunkt der Polypropylenfasern entspricht. Die andere Walzes _d„h. die Gegenwalze 22 ist vorzugsweise eine federnd nachgiebige Walze mit einer 2$sh mm dicken Polyamidauflage 23 (Nylon) die eine Shore-A-Harte von 90 hat. Vorzugsweise wird die Gegenwalze in gesteuerter Weise durch eine Oberflächenheizeinrichtungj, z.B. Infrarottafeln auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der thermoplastischenWhen the fiber fleece is formed, it is passed through a preheating station which, in the embodiment shown here, has a series of infrared panels Ik . These panels are operated in such a way that they only guide infrared radiation into the fiber fleece 12 from one surface 18 = the fiber fleece is preheated by the infrared panels and then immediately introduced into the pressure roller gap of a binding station made up of opposing orphans 20 and 22. It is most preferred if the s Wal-ze 20 is a metal embossing roll, which is heated to a temperature higher than the melting point of the polypropylene fibers. The other roller s _d "h. the backing roll 22 is preferably a resilient roll having a 2 mm thick polyamide h $ s support 23 (nylon) has a Shore A hardness of 90th Preferably, the counter roll is controlled in a controlled manner by a surface heating device, for example infrared panels, to a temperature below the melting point of the thermoplastic
Fasern, am besten unterhalb des Erweichungspunktes derartiger Fasern erhitzt. Es ist im Zusammenhang mit der Erfindung äußerst wichtig, das Faservlies von derjenigen Seite vorzuerwärrnen, mit der die erhitzte Prägewalze 20 aus Metall ■ in Eingriff tritt. Durch den Vorerwärmungsvorgang wird vermutlich ein Temperaturgefälle über das Faservlies erzeugt (wobei die vorerwärmte Oberfläche 18 am heißesten ist), welches eine wirksamere Wärmeübertragungssteuerung durch das Faservlies beim anschließenden Bindevorgang ermöglicht als es möglich wäre, wenn das Faservlies überhaupt nicht vorerwärmt wäre oder wenn es nur von derjenigen Oberfläche vorerwärmt wäre, mit der die erhitzte Prägewalze 20 in Eingriff tritt. Durch Vorerwärmen der Oberfläche 18 des Faservlieses zum Erzeugen eines Temperaturgefälles über die Dicke des Faservlieses ist es leichter, das Ausmaß der Wärmeübertragung in das Faservlies und durch das Faservlies 12 von der Oberfläche 25 aus zu steuern, d.h. von der Oberfläche, mit der die am stärksten erhitzte Prägewalze 20 in Eingriff tritt. Hierdurch ist eine zuverlässige Schaffung autogener Bindungen an der vorerwärmten Oberfläche 18 möglich, die zu gut mehr als 90 %, am besten 100 % Haftbindestellen sind, ohne daß durch die erwärmte Prägewalze 20 eine übermäßige, das Faservlies beschädigende Wärmeenergie in die gegenüberliegende Oberfläche 25 eingeleitet werden muß.Fibers, preferably heated below the softening point of such fibers. In connection with the invention, it is extremely important to preheat the fiber fleece from that side with which the heated embossing roller 20 made of metal comes into engagement. The preheating process presumably creates a temperature gradient across the nonwoven fabric (with the preheated surface 18 being the hottest) which allows more effective heat transfer control through the nonwoven fabric during the subsequent binding process than would be possible if the nonwoven fabric were not preheated at all or if it were only from that surface would be preheated with which the heated embossing roller 20 engages. By preheating the surface 18 of the nonwoven fabric to create a temperature gradient across the thickness of the nonwoven fabric, it is easier to control the amount of heat transfer into the nonwoven fabric and through the nonwoven fabric 12 from the surface 25, ie from the surface with which the most heated embossing roller 20 engages. In this way, a reliable creation of autogenous bonds on the preheated surface 18 is possible, more than 90 % of which, ideally 100 %, are adhesive bonding points, without the heated embossing roller 20 introducing excessive thermal energy into the opposite surface 25, which would damage the nonwoven fabric got to.
Vor der Erfindung war es äußerst schwierig, die Wärmeübertragung in das Faservlies und durch das Faservlies zu steuern, um die notwendige Bindestruktur zu erzielen und die Fasern an einer Faservliesoberfläche festzulegen, ohne gleichzeitig das polymere fasrige Material von der entgegengesetzten Oberfläche aus zu stark zu binden. Ein zu starkes Binden verursachte tatsächlich, daß das Polymerisat schmolz und sich von sich selbst trennte, wodurch in der Faservliesstruktur die Festigkeit und Streckung reduzierende "Nadellöcher" entstanden. Gemäß der Erfindung wird der Bindevorgang so durchgeführt, daß ein hoher Prozentsatz an Haftbindestellen an der vorerwärmtenPrior to the invention, it was extremely difficult to control heat transfer into and through the nonwoven fabric in order to to achieve the necessary binding structure and to fix the fibers on a fiber fleece surface without simultaneously polymeric fibrous material too strongly to bind from the opposite surface. Too strong binding caused in fact, that the polymer melted and separated from itself, whereby in the nonwoven structure the "Pinholes" that reduce strength and elongation were created. According to the invention, the binding process is carried out so that a high percentage of adhesive binding sites on the preheated
Oberfläche 18entsteht9 während die an der entgegengesetzten Oberfläche 25 geschaffenen autogenen Bindungen hauptsächlich;, d„ho im allgemeinen zu über 80 % Schmelzbindestellen sind,.die sich nur teilweise durch die Dicke des Faservlieses hindurcherstrecken; Und das wird ohne Überbinden des Faservlieses erreicht» Das System der teilweise eindringenden Schmelzbindestellen trägt hauptsächlich zu den Festigkeits- und Streckeigenschaften des Faservlieses bei«18entsteht surface 9 while the opposite to the surface 25 created autogenous bonds mainly ;, d "ho generally to over 80% Melting binding sites of the nonwoven fabric .the only partially through the thickness therethrough; And this is achieved without overbinding the fiber fleece "The system of partially penetrating fusion bonding points mainly contributes to the strength and stretch properties of the fiber fleece"
Bei dem am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sorgt die erhitzte Prägewalze 20 in erster Linie für die Wärmeübertragung durch das Faservlies^ um das gewünschte System-von Haftbindestellen an der vorerwärmten Oberfläche 18 zu erzielen» In dieser Hinsicht wird das bevorzugte Verfahren so durchgeführt9 daß die Gegenwalze 22 auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes der thermoplastischen Fasern erhitzt wird. Es hat sich erwiesen, daß das Erhitzen der Gegenwalze 22 äußerst vorteilhaft dafür ist? die Steuerung der Wärmeübertragung in und durch das Faservlies zu förderns um damit eine bessere Steuerung der endgültigen Bindestruktur zu ermöglichen^ als es der Fall wäre9 wenn die Gegenwalze 22 nicht erhitzt wäre,,.-In the most preferred embodiment of the invention the heated embossing roll 20 provides primarily for heat transfer through the nonwoven fabric ^ to the desired system pressure-sensitive binding sites on the pre-heated surface to obtain 18 »In this regard, the preferred method is carried out 9 that the Counter roll 22 is heated to a temperature below the softening point of the thermoplastic fibers. It has been found that heating the counter roll 22 is extremely beneficial for this ? into and through the fibrous web to promote the control of the heat transfer s to thus better control of the final binding structure to allow ^ as would be the case 9 when the counter roll would not be heated 22 ,, .-
Wenn Faservliese 12 im Bereich niedriger Grundgewichte von höchstens ca, 0,034 kg/m geschaffen werden, ist es besonders wünschenswertj, eine Gegenwalze 22 zu verxiendens die federnd nachgiebig ist» Das 1st wichtig9 da die federnde Nachgiebigkeit der Walze die Tendenz hats für eine gleichmäßigere Druckverteilung zu sorgen als es der Fall wäre, wenn die Gegenwalze 22 nicht federnd nachgiebig wäre-« Die Steuerung der Durckverteilung ist ziemlich wichtig^ da der Druck gemeinsam mit der Temperatur .der Walzen 20s 22 und der Beivegungsgeschwindigkeit des Faservlieses 12 durch den Walzenspalt eine wichtige Veränderliche bei der Steuerung der Bindestruktur des Faservlieses ist =If nonwovens about 12 lower on fundamental weights of no more than, 0.034 kg / m to be created, it is particularly wünschenswertj, a counter roller 22 to verxienden s which is resiliently "The 1st important 9 because the resiliency of the roll tends s for a to provide uniform pressure distribution than would be the case if the counter roll 22 is not wäre- resiliently "the control of Durckverteilung is quite important ^ since the pressure together with the temperature .the rollers 20 s 22 and the Beivegungsgeschwindigkeit the fiber web 12 through the nip an important variable in controlling the binding structure of the nonwoven fabric is =
* » tr** »Tr *
Fig. IA zeigt ein bevorzugtes Muster von Auflageflächen 24, die sich quer über die Prägewalze 22 erstrecken, um in Querrichtung verlaufende Schmelzbindestellen zu erzeugen, durch die die Festigkeit des gebundenen Faservlieses in Maschinenquerrichtung erhöht wird. Diese Auflageflächen nehmen vorzugsweise weniger als 50 % des Flächenbereichs der Prägewalze ein. Es wird am meisten, bevorzugt, wenn sie ca. 20 - 25 % dieses Bereichs einnehmen, um dadurch einen autogenen Bindebereich durch die Oberfläche 25 des Faservlieses zu schaffen, der weniger als 50 % des Oberflächenbereichs des Faservlieses einnimmt, am besten ca. 20 - 25 % dieses Oberflächenbereichs des Faservlieses. Obwohl die Anlage- bzw. Auflageflächen kontinuierlich gezeigt sind, können einige Unterbrechungen bestehen und trotzdem noch die notwendige Schmelzbindestellenstruktur erzielt werden, die die am meisten erwünschten Werte der Festigkeit in Maschinenquerrichtung sowie der Einergieabsorption für Windeloberlagen ergibt, wie noch im einzelnen zu erläutern sein wird. Wenn Schmelzbindestellen als "im wesentlichen kontinuierlich" bezeichnet werden, so soll das Schmelzbindestellen betreffen, die entweder vollkommen kontinuierlich sind oder begrenzte Unterbrechungen aufweisen. Wenn das Faservlies durch den zwischen den Walzen 20 und 22 gebildeten Walzenspalt zur Schaffung der Bindungen hindurchgeleitet wurde, kann es zu einem hier nicht gezeigten Ballen für die anschließende Lagerung und/oder erneute Benutzung aufgerollt werden.1A shows a preferred pattern of bearing surfaces 24 which extend across the embossing roll 22 to create cross-directional melt-bond sites which increase the strength of the bonded nonwoven fabric in the cross-machine direction. These bearing surfaces preferably take up less than 50 % of the surface area of the embossing roller. It is most, preferred if they occupy approx. 20-25% of this area in order to thereby create an autogenous bonding area through the surface 25 of the nonwoven fabric which takes up less than 50 % of the surface area of the nonwoven fabric, preferably approx. 25 % of this surface area of the fiber fleece. Although the abutment surfaces are shown continuously, there may be some interruptions and the necessary fusible link structure still achieved which gives the most desirable values of cross machine direction strength and energy absorption for diaper tops, as will be explained in detail. When meltbonds are referred to as "substantially continuous" it is intended to refer to meltbonds that are either perfectly continuous or have limited interruptions. When the nonwoven fabric has been passed through the nip formed between the rollers 20 and 22 to create the bonds, it can be rolled up into a bale, not shown here, for subsequent storage and / or reuse.
In Übereinstimmung mit der besten Art der Verwirklichung der Erfindung wird die Temperatur der Infrarottafeln 14 und auch die Temperatur der erhitzten Prägewalze 20 sowie der Gegenwalze 22 mit den Fasereigenschaften, dem Grundgewicht des Faservlieses 12, der Bahngeschwindigkeit und dem Bindedruck abgestimmt, um ein Bindegefälle in Z-Richtung zu schaffen, bei dem die autogenen Bindungen an der Faservliesoberfläche, mit der die Walze 20 in Eingriff tritt, vorwiegend, vorzugsweise zu mehr als 80 % Schmelzbindestellen sind, die teilweise durchIn accordance with the best mode of implementation of the invention, the temperature of the infrared panels 14 and also the temperature of the heated embossing roller 20 and the counter roller 22 are coordinated with the fiber properties, the basis weight of the nonwoven fabric 12, the web speed and the binding pressure in order to achieve a binding gradient in Z. -To create direction in which the autogenous bonds on the fiber fleece surface with which the roller 20 comes into engagement, predominantly, preferably more than 80 %, melt bond points, which are partially through
858 3 Ί 23912 858 3 Ί 23912
die Dicke des Faservlieses hindurch reichen^ um dem Faservlies die gewünschte Festigkeit und Dehnung zu vermitteln, und bei dem die autogenen Bindungen an der entgegengesetzten Oberfläche s mit der die federnd nachgiebige Gegenwalze 22. in Eingriff■-trittj zu gut mehr als 90 % Haftbindestellen sind, um die Oberflächenfasern festzulegen ohne die Greifeigenschaften zu beeinträchtigenο Tatsächlich können gemäß der Erfindung die autogenen Bindungen an der Oberfläche 18 des Faservliesesj mit der die federnd nachgiebige Gegenwalze 22 in Eingriff tritt„ so gesteuert werden9 daß sie im wesentlichen keine Schmelzbindestellen enthalten sondern nahezu ausschließlich Haftbindestellen sind8 während gleichzeitig eine verbesserte Tiefeneindringung von Schmelzbindestellen von der entgegengesetzten Oberfläche 25 erreicht wird, um einen gewünschten Wert der Naßzugenergieabsorption, in Maschinenquerrichtung von ca«, 3*3.5 mkg/m und menr Tür Faservliese zu erzielen5 die als Windelauflagen oder für ähnliche Zwecke verwendet werden» Es wird am meisten bevorzugt, wenn diese Faservliese auch eine Maßzugfestigkeit in Maschinenquerrichtung von mindestens 9983 kg/m haben« (25o g/Zoll)therethrough to give the nonwoven fabric convey the thickness of the nonwoven fabric rich ^ the desired strength and elongation, and wherein s is the autogenous bonds at the opposite surface with which the resilient backing roll 22 into engagement ■ -trittj to well over 90% adhesive binding sites In order to fix the surface fibers without impairing the gripping properties o In fact, according to the invention, the autogenous bonds on the surface 18 of the fiber fleece with which the resilient counter-roller 22 engages can be controlled 9 so that they essentially contain no fusion bond points but almost exclusively adhesive bond points will have been reached 8 while at the same time an improved depth penetration of hot melt binding sites from the opposite surface 25 * 3.5 mkg / m and MENR door nonwoven fabrics to achieve 5, similar to a desired value of Naßzugenergieabsorption, in the cross machine direction of about "3 as the diaper pads or "It is most preferred if these nonwovens also have a dimensional tensile strength in the cross-machine direction of at least 9 9 83 kg / m" (25o g / inch)
Die Figuren 2 und 3 sind Teildraufsichten auf diejenige Oberfläche 18 des Faservlieses 12, die der federnd nachgiebigen Walze zugewandt ist= Die Bindebereiche in der Oberfläche sind mit 32 angedeutet, und die Eigenschaften dieser Bindebereiche sind am besten in Figo 3 erkennbar. Es sei ,erwähnt;, daß die Zonen zwischen dem Bindebereich 32 in Figo 2 gesehenp nur geringes wenn überhaupt irgendwelche Anzeichen zeigen^ daß sie Wärme ausgesetzt waren, und daß die Fasern in diesen Zonen ihre ursprüngliches, nicht abgeflachte Gestalt beibehalten. Es wird angenommen^ daß diese Zonen die Greifeigenschaften der Oberfläche 18 fördern« FIGS. 2 and 3 are partial top views of the surface 18 of the fiber fleece 12 which faces the resiliently flexible roller = the binding areas in the surface are indicated by 32, and the properties of these binding areas can best be seen in FIG. It should be mentioned ;, that the zones between the binding portion 32 in Figo 2 seen p only low, if at all any evidence to show that ^ they were exposed to heat and that the fibers retain their original, non-flattened shape in these zones. It is believed that these zones promote the gripping properties of the surface 18 "
Gemäß Fig» 3 zeichnen sich die autogenen Bindebereiche 32' durch ein außerordentlich hohes Maß an Haftbindestellen aus. Das bedeutet,, daß die einzelnen Fasern im Bindebereichs auchAccording to FIG. 3, the autogenous binding areas 32 'are distinguished by an extraordinarily high degree of adhesive binding sites. That means, that the individual fibers in the binding area s too
wenn sie etwas abgeflacht sind, ihre ursprüngliche Unversehrtheit und Form als einzelne Fasern beibehalten und durch die Gewebestruktür hindurch verfolgt werden können. Es sei noch erwähnt, daß nur wenige Zonen im Bindebereich 32 vorhanden sind, bedeutend weniger als 10 % des Bindebereichs, in denen die Unversehrtheit der Faser auf irgendeine Weise ausgelöscht ist. Es wird angenommen, daß dieser hohe Grad an"Haftbindestellen der Oberfläche 18 des Faservlieses die außerordentlich erwünschten Greifeigenschaften, z.B. Weichheit und Glätte vermittelt. when somewhat flattened, they retain their original integrity and shape as individual fibers and can be traced through the fabric structure. It should be noted that there are only a few zones in the bond area 32, significantly less than 10 % of the bond area, in which the fiber integrity is in some way obliterated. It is believed that this high level of "adhesive bond sites" provides the surface 18 of the nonwoven fabric with the extremely desirable gripping properties, such as softness and smoothness.
Die Figuren 4 und 5 zeigen die Oberfläche 25 des Faservlieses 12, die der Prägewalze zugewandt ist. Insbesondere gemäß Fig.4-zeichnet sich das Faservlies durch eine Serie autogener Bindebereiche 42 mit dazwischenliegenden beträchtlichen ungebundenen Zonen aus. Die Bindebereiche 42 haben die allgemeine Gestalt der Auflageflächen 24 der Prägewalze 22, d.h. sie liegen in Form gewellter Linien vor und schließen einen hohen Prozentsatz an Schmelzbindestellen ein, die ein filmartiges Aussehen haben, wie am besten in Fig. 5 erkennbar ist. Die Fasern sind in diesen vollkommen geschmolzenen Bereichen tatsächlich geschmolzen und bilden Schmelzbindestellen, die die Dicke des Faservlieses 12 teilweise durchdringen. Gemäß der Erfindung wird eine verbesserte Steuerung der Tiefe der Schmelzbindestellen erreicht, ohne die Greifeigenschaften an der Oberfläche des Faservlieses, mit der die federnd nachgiebige Walze in Eingriff tritt, nachteilig zu verändern. Diese verbesserte Steuerung ermöglicht die konsistente Schaffung von Faservliesen mit gewünschten Greifeigenschaften und einer Naßzugfestigkeit in Maschinenquerrichtung von mindestens 9,8 kg/m und einen Wert der Naßzugenergieabsorption in Maschinenquerrichtung von mindestens 3»2_. mkg/m bei Geschwindigkeiten von mehr als 30 m/Min. Tatsächlich sind Faservliese mit dem oben beschriebenen Gleichgewicht zwischen Greifeigenschaften· und Festigkeitseigenschaften bei Geschwindigkeiten von mehr als 91.m/Min.(300 ft/min) unter Verwendung, des Verfahrens gemäß der ErfindungFigures 4 and 5 show the surface 25 of the fiber fleece 12 facing the embossing roller. In particular according to Fig.4-draws the nonwoven fabric moves through a series of autogenous binding areas 42 with substantial unbonded areas in between Zones off. The binding areas 42 have the general shape of the bearing surfaces 24 of the embossing roller 22, i.e. they lie in Form wavy lines and include a high percentage of fusion bond sites that have a film-like appearance as best seen in FIG. The fibers have actually melted in these completely melted areas and form fusion bonds that are the thickness of the Partially penetrate fiber fleece 12. According to the invention, improved control of the depth of the fusion bond points is achieved without affecting the gripping properties on the surface of the Fiber fleece with which the resilient roller engages, disadvantageously to change. This improved control enables the consistent creation of nonwovens with desired gripping properties and wet tensile strength in Cross machine direction of at least 9.8 kg / m and a value of the wet tensile energy absorption in the cross machine direction of at least 3 »2_. mkg / m at speeds greater than 30 m / min. Indeed, nonwovens are nonwovens with the balance between gripping properties and strength properties described above at speeds greater than 91 m / min (300 ft / min) using the method of the invention
'■Α Γ. 58 '■ Α Γ. 58
hergestellt worden. Vor der Erfindung war es dem Anmelder nicht möglich, die obengenannten Werte der Festigkeit und Zugenergieabsorption gemeinsam mit akzeptablen Greifeigenschaften bei einer Bahngeschwindigkeit von nur 26 m/Min. zu erzielen»has been manufactured. Before the invention, it was not possible for the applicant to obtain the above values of strength and Tensile energy absorption together with acceptable gripping properties at a web speed of only 26 m / min. to achieve"
Es soll nun das Verfahren zum Bestimmen des Prozentsatzes autogener Bindungen» die Haftbindesteilen sind,und des Prozentsatzes autogener Bindungen? die Schmelzbindestellen sind, beschrieben werden., Der Prozentsatz der Haftbindestellen wird hier als "Koeffizient des nichtgeschmolzenen Bindebereichs" (UBAC) definiertj, und der Prozentsatz an Schmelzbinde stellen wird errechnet als (100 - UBAC)1,Let us now use the procedure for determining the percentage of autogenous bonds "which are adhesive binding parts, and the percentage of autogenous bonds ?" the fusion bond sites are described., The percentage of adhesive bond sites is defined here as "Coefficient of Unmelted Bond Area" (UBAC), and the percentage of fusion bond sites is calculated as (100 - UBAC) 1 ,
Gemäß der Erfindung ist der Prozentsatz an autogenen Bindungen die Haftbindestellen sind (UBAC) an der Oberfläche 18 bedeutend größer als 90 %s und liegt vorzugsweise bei 100 %. An der gegenüberliegenden Oberfläche 25 des Faservlieses sollte der Koeffizient des nichtgeschmolzenen Bindebereichs geringer sein als 20 %s der Prozentsatz autogener Bindungen, die Schmelzbindestellen sindp sollte 80 % übersteigen-According to the invention, the percentage of autogenous bonds that are adhesive binding sites (UBAC) on the surface 18 is significantly greater than 90 % s and is preferably 100 %. On the opposite surface 25 of the fiber fleece, the coefficient of the non-melted bonding area should be less than 20 % s the percentage of autogenous bonds, the fusion bonding points p should exceed 80% -
Der Koeffizient des nichtgeschmolzenen Bindebereichs (UBAC) wird wie folgt bestimmt: Zehn 25»^ mm große quadratische Proben werden willkürlich aus verschiedenen gebundenen Teilen des Faservlieses entnommen« Ein quadratisches Gitter mit einer Seitenlänge von 6395 mm wird in zehn gleiche Segmente unterteilt und dann auf eine mit einem Elektronenabtastmikroskop mit 100-facher Vergrößerung gemachte photographische Aufnahme des Bindebereichs jeder Probe gelegt. Es ist möglich, daß die Größe des quadratischen Gitters in Abhängigkeit von den Gesamtdimensionen eines Bindebereichs in jeder der photographischen Aufnahmen geringfügig abgewandelt werden muß. Allerdings sollte die Gittergröße so gewählt werden, daß si® den größtmöglichen Teil eines Bindebereichs in jeder photographischen Aufnahme überdeckt. Es wird angenommen^ daß die hier beschriebenen und beanspruchten speziellen Werte des UBAC inner-The coefficient of the non-melted bonding area (UBAC) is determined as follows: Ten 25 "^ mm square samples are taken at random from different bonded parts of the non-woven fabric." A square grid with a side length of 63 9 5 mm is divided into ten equal segments and then is placed on a photograph of the bonding area of each sample taken with a scanning electron microscope at 100 magnifications. It is possible that the size of the square grid may need to be varied slightly depending on the overall dimensions of a binding area in each of the photographs. However, the grid size should be chosen so that si® covers the largest possible part of a binding area in every photograph. It is assumed that the special values of the UBAC described and claimed here within
.: .·· .··..- -7-r^: 3123312.:. ··. ·· ..- -7-r ^: 3123312
halb des- Bereichs von aufgrund von Schwankungen der jeweiligen Dimensionen des Bindebereichs, die in Faservliesen gemäß der Erfindung hingenommen werden können, notwendigen Gittergrößenänderungen genau sind.half of the range of due to fluctuations in the respective Dimensions of the binding area, which can be accepted in nonwovens according to the invention, necessary grid size changes are accurate.
Der Bindebereich jeder Probe wird einer der folgenden drei Kategorien zugeteilt: 1.) 0 - 33 % Schmelzung, 2.) 33 - 66 % Schmelzung oder 3·) 66 - 100 % Schmelzung. Die prozentuale Schmelzung eines gegebenen Bindebereichs wird dadurch festgelegt, daß zunächst jede Zone des Bindebereichs, die jedem Segment des Gitters unterliegt, als "geschmolzen" oder "ungeschmolzen" gekennzeichnet wird. Eine Zone wird als "ungeschmolzen" bezeichnet, wenn irgendwo im Bereich der Zone das Vorhandensein einzelner Filamente identifizierbar ist. Ebenso wird eine Zone des Bindebereichs als "geschmolzen" bezeichnet, wenn nirgendwo innerhalb der Zone das Vorhandensein einzelner Fasern identifizierbar ist. Die prozentuale Schmelzung jedes der untersuchten Bindebereiche ist die Anzahl von Zonen des' Bindebereichs, die als "geschmolzen" gekennzeichnet sind (jede einem Gittersegment unterliegende Zone, in der keine individuellen Fasern erkennbar sind) geteilt durch 10 (die Gesamtzahl der Gittersegmente). Der UBAC ist der Prozentsatz der Gesamtzahl an Bindebereichen, die als 0 - 33 % geschmolzen gekennzeichnet sind.The binding area of each sample is assigned to one of the following three categories: 1.) 0-33 % melt, 2.) 33-66% melt, or 3 ·) 66-100% melt. The percent melting of a given bond area is determined by first designating each zone of the bond area that is subject to each segment of the lattice as "melted" or "unmelted". A zone is said to be "unmelted" if the presence of individual filaments can be identified anywhere in the area of the zone. Likewise, a zone of the bonding area is referred to as "melted" if the presence of individual fibers cannot be identified anywhere within the zone. The percent melting of each of the bonded areas examined is the number of zones of the 'bonded area marked "melted" (any zone underlying a lattice segment in which no individual fibers can be seen) divided by 10 (the total number of lattice segments). The UBAC is the percentage of the total number of binding areas marked as 0-33% melted.
Der oben beschriebene Versuch hat große Ähnlichkeit mit dem in Spalte Ik der schon genannten US-PS 3 &55 OhS beschriebenen Versuch.The experiment described above is very similar to the experiment described in column Ik of the aforementioned US Pat. No. 3 & 55 OhS.
Die folgende Tabelle gibt einen Satz an Parametern für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und die erhaltenen Eigenschaften des Produktes wieder. Allerdings dient dieses Beispiel lediglich der Erläuterung und soll in keiner Weise den Umfang der Erfindung einschränken.The following table gives a set of parameters for carrying out the process according to the invention and those obtained Properties of the product again. However, this serves Example is illustrative only and is in no way intended to limit the scope of the invention.
Faserfiber
Bahngeschwindigkeit Präge- Gegenwal zentemperatür Web speed embossing Gegenwal zen temperamental door
"Marvess"
Ölefinstapelfasers
Typ COl (Polypropylen)
5 O8 8 mm j, 3 den»"Marvess"
Ölefin staple fiber s type COl (polypropylene) 5 O 8 8 mm j, 3 den »
(m/sec) Os66
(0C)
191(m / sec) O s 66 ( 0 C)
191
102102
Temperatur einer Serie von 6 Infrarot-Tafeln .Temperature of a series of 6 infrared panels.
Vordere
3 TafelnFront
3 boards
hintere 3 Tafelnrear 3 panels
Gewichtweight
3^33 ^ 3
(kg/m2) O0 (kg / m 2 ) O 0
CDWTCDWT
(kg/m)(kg / m)
15p915p9
CD'-DehnungCD 'stretch
CDWTEA (mkg/m2)CDWTEA (mkg / m 2 )
5,37 MDWT 5.37 MDWT
(kg/m)(kg / m)
85,285.2
- St- - St-
LeerseiteBlank page
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/161,270 US4315965A (en) | 1980-06-20 | 1980-06-20 | Method of making nonwoven fabric and product made thereby having both stick bonds and molten bonds |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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